Đánh giá quân sự

Máy đẩy ion sẽ tiếp quản trong không gian vũ trụ?

9
Vào cuối năm 2011, NASA đã công bố kế hoạch tổ chức một cuộc thi để phát triển khái niệm về hệ thống đẩy ion cho tàu vũ trụ chạy bằng các tấm pin mặt trời. Một thời gian sau, cơ quan vũ trụ đã ký năm hợp đồng với các công ty cam kết cung cấp một khái niệm cho một chiếc “tàu kéo” được trang bị động cơ ion với giá 600 đô la trong bốn tháng.

Máy đẩy ion sẽ tiếp quản trong không gian vũ trụ?
Đây là những gì Prometheus được cho là trông giống như một con tàu với động cơ ion, nhưng có một lò phản ứng hạt nhân trên tàu. (Hình ảnh NASA)


Danh sách các công ty này bao gồm Ball Aerospace & Technologies, Analytical Mechanics Associates, Lockheed Martin, Boeing và Northrop Grumman. Sau khi họ trình bày về các khái niệm của mình, các chuyên gia NASA sẽ tiến hành phân tích các cách có thể để khắc phục những khó khăn kỹ thuật có thể xảy ra và một loạt thí nghiệm để kiểm tra các giải pháp kỹ thuật chính.

Tên lửa thông thường được trang bị động cơ hóa học, đã được sử dụng hơn nửa thế kỷ, có thể nâng hàng hóa từ Trái đất và phóng lên vũ trụ. Tuy nhiên, nó tốn rất nhiều tiền, gây trở ngại cho việc khám phá không gian. Ngược lại, lực đẩy ion, cũng đã được sử dụng trong nhiều thập kỷ, có một hứa hẹn khác. Chúng có lực đẩy tương đối nhỏ nên không thể dùng để đưa hàng hóa lên quỹ đạo. Tuy nhiên, chúng có khả năng đẩy nhanh các sản phẩm cháy mà chúng thải ra với tốc độ cực lớn, cao hơn hàng chục lần so với tốc độ có thể đạt được của động cơ tên lửa hóa học. Bởi vì điều này, để tạo ra động lực, họ cần phải đẩy ít vật chất hơn nhiều. Do đó, trong điều kiện không gian mở, chúng tiết kiệm hơn so với tên lửa thông thường.

NASA có kế hoạch cung cấp cho các tàu sân bay thông thường khả năng phóng hàng hóa vào quỹ đạo gần Trái đất, nơi một tàu kéo được trang bị động cơ ion sẽ đảm nhiệm việc vận chuyển xa hơn, đưa chúng lên quỹ đạo cao - địa tĩnh hoặc điểm Lagrange đầu tiên. Trong tương lai, các thiết bị loại này có thể được sử dụng để đưa một con tàu vào không gian liên hành tinh. Và trong quỹ đạo gần Trái đất, chúng có thể kéo theo các vệ tinh thương mại đã đến gần bầu khí quyển, do đó làm tăng tuổi thọ của chúng.

Đây là hình dạng của một tàu kéo không gian chạy bằng năng lượng mặt trời với lực đẩy ion. (Hình ảnh Boeing)


Những tàu kéo như vậy có thể đóng một vai trò quyết định trong sự phát triển của hệ mặt trời. Sau khi đến điểm Lagrange, trọng lực không còn tác động lên con tàu và các DSB có thể dễ dàng "kéo" các phương tiện vào những vùng không gian xa xôi.

Điều đáng chú ý là một trong những người tham gia cuộc thi, Northrop Grumman, đã tuyên bố bắt đầu công việc phát triển các nguồn điện thay thế ngoài các tấm pin mặt trời hiện có. Khái niệm mới do công ty đề xuất có thể mở rộng các hệ thống này lên đến 300 kW, đây là một kết quả vượt trội.

Như vậy, có thể mong đợi những kết quả đầu tiên của cuộc “động não” tập thể trong những tháng tới. Tuy nhiên, đã có thể lưu ý những vấn đề chính mà các nhà phát triển sẽ phải giải quyết. Đầu tiên là sự phân tán của năng lượng mặt trời trong không gian, đòi hỏi phải tạo ra các loại pin lớn. Và để duy trì khả năng di chuyển trong bóng tối của Trái đất, DRC sẽ cần thêm pin, điều này sẽ làm tăng thêm toàn bộ bộ máy. Điều này đương nhiên sẽ dẫn đến những hạn chế về khả năng vận chuyển hàng hóa khác nhau với giá rẻ và nhanh chóng. Đầu ra của một thiết bị như vậy, sử dụng tên lửa thông thường, sẽ khá tốn kém. Việc sử dụng các tấm pin mặt trời đã nằm ngoài quỹ đạo của sao Hỏa cũng có vấn đề khi cường độ bức xạ giảm xuống.

Động cơ ion đã được sử dụng trong tàu vũ trụ trong một thời gian khá dài để ổn định quỹ đạo, thực hiện các cuộc di chuyển nhỏ. Nhiều tàu thăm dò nghiên cứu, bao gồm Hayabus, thậm chí còn sử dụng chúng như những chiếc tàu hành quân. Tuy nhiên, thiết bị đẩy ion chạy bằng năng lượng mặt trời hiện không khả thi đối với xe tải. Đơn giản là chúng không có đủ năng lượng mặt trời để tạo ra lực đẩy cần thiết.

Nhân tiện, đây là điều buộc Mỹ và Liên Xô phải xem xét khả năng sử dụng lò phản ứng hạt nhân trong tàu vũ trụ. Liên Xô sụp đổ, và Mỹ hủy bỏ dự án Prometheus vào năm 2005 do khó khăn về tài chính. Đương nhiên, việc sản xuất những con tàu như vậy là rất không mong muốn, bởi vì bất kỳ tai nạn nào trong khí quyển sẽ dẫn đến việc giải phóng các chất phóng xạ. NASA đã dựa vào năng lượng "mặt trời", điều đó có nghĩa là các nhà phát triển Mỹ gặp rất nhiều khó khăn để thực hiện.
9 bình luận
Quảng cáo

Đăng ký kênh Telegram của chúng tôi, thường xuyên bổ sung thông tin về hoạt động đặc biệt ở Ukraine, một lượng lớn thông tin, video, những điều không có trên trang web: https://t.me/topwar_official

tin tức
Bạn đọc thân mến, để nhận xét về một ấn phẩm, bạn phải đăng nhập.
  1. tronin.maxim
    tronin.maxim Ngày 3 tháng 2012 năm 09 08:XNUMX
    0
    Nó từng có trong sách và phim khoa học viễn tưởng, nhưng bây giờ nó đã trở thành hiện thực. Vâng, công nghệ không đứng yên.
  2. Khổ hạnh
    Khổ hạnh Ngày 3 tháng 2012 năm 11 14:XNUMX
    +5
    Nga sẽ tạo ra động cơ hạt nhân cho tàu vũ trụ

    Giám đốc RSC Energia Vitaly Lopota cho biết những lần phóng lò phản ứng đầu tiên có công suất từ ​​150 đến 500 kW có thể được thực hiện vào năm 2020.
    Việc phát triển hệ thống điện hạt nhân cấp megawatt cho tàu vũ trụ có người lái là rất quan trọng để duy trì khả năng cạnh tranh của Nga trong ngành công nghiệp vũ trụ, bao gồm thám hiểm Mặt Trăng và Sao Hỏa. Dự án sẽ cần khoảng 17 tỷ rúp. Ngoài ra, tập đoàn đang nghiên cứu về khái niệm tàu ​​kéo không gian nguyên tử, có thể giảm hơn một nửa chi phí đưa hàng hóa lên quỹ đạo.

    Một lò phản ứng hạt nhân được sử dụng làm nguồn năng lượng cho động cơ ion có khả năng đưa hoạt động du hành vũ trụ lên một tầm cao mới. Nguyên lý hoạt động của động cơ là ion hóa khí và tăng tốc bằng trường tĩnh điện đến tốc độ cao vượt quá 210 km / s, cao hơn nhiều so với động cơ tên lửa hóa học cổ điển (3-4,5 km / s). Hiện nay, thiết bị đẩy ion được sử dụng rộng rãi trong tàu vũ trụ. Tuy nhiên, đây chủ yếu là các nhà máy điện công suất thấp với lực đẩy yếu, do động cơ ion cần rất nhiều điện năng, tính bằng hàng trăm kilowatt giờ. Ngoài ra, một lò phản ứng hạt nhân có thể đốt nóng hydro lên đến vài nghìn độ và tạo ra phản lực lớn. lực đẩy, trong khi không cần chất oxy hóa.

    Dưới mọi hình thức, một lò phản ứng hạt nhân không gian sẽ có thể cung cấp cho tàu vũ trụ năng lượng cần thiết, lực đẩy và cung cấp một chuyến bay nhanh chóng đến các góc xa nhất của hệ mặt trời, nơi có quá ít ánh sáng mặt trời để sử dụng các tấm pin mặt trời.

    http://www.exyavenue.com/novosti_vysokih_tehnologij/rossiya_sozdast_yadernyj_dvi
    gatelj_dlya_kosmolyotov
  3. lén lút
    lén lút Ngày 3 tháng 2012 năm 12 38:XNUMX
    0
    "Liệu lực đẩy ion sẽ tiếp quản trong không gian vũ trụ?" Chà, cho đến nay chúng trông rất hứa hẹn, đặc biệt là về các chuyến bay liên hành tinh.
    1. Sergh
      Sergh Ngày 3 tháng 2012 năm 15 08:XNUMX
      0
      Quay trở lại những năm 90, trên một động cơ ion, các nhà nghiên cứu đã gửi các trạm không gian đến Sao Mộc và Sao Thổ (nếu tôi có thể đào được, tôi miễn cưỡng), họ bay an toàn và chụp ảnh các vành đai và vệ tinh tự nhiên của cả hai, thả tàu thăm dò vào khí quyển. Thậm chí còn có một bộ phim tài liệu Discovery và National Geographics.
      1. zynaps
        zynaps Ngày 5 tháng 2012 năm 00 43:XNUMX
        0
        truyện cổ tích. công nghệ của động cơ phản lực điện plasma ít nhiều đã được thử nghiệm, và thậm chí sau đó, là công nghệ phụ trợ. Để đảm bảo hoạt động lâu dài của động cơ ion ngoài quỹ đạo của sao Hỏa, không phải pin nhiên liệu và đồng vị phóng xạ (như trước đây) sẽ được yêu cầu, mà là một nhà máy điện hạt nhân chính thức. trong đó các tấm phát ra nhiệt lượng dư thừa có thể bao phủ kích thước của tấm pin mặt trời.
  4. Chỉ mình tôi
    Chỉ mình tôi Ngày 3 tháng 2012 năm 13 52:XNUMX
    0
    Câu hỏi - Mô-đun M-70, M-100 do OKB Fakel sản xuất - hiện nay có bao nhiêu mô-đun được sản xuất mỗi năm?
    Trong những năm 80, chúng tôi thực hiện khoảng năm mươi trong số chúng mỗi năm và chúng đi đến vệ tinh, mục đích của việc này thường được che giấu
  5. ITT
    ITT Ngày 3 tháng 2012 năm 17 26:XNUMX
    0
    Trích dẫn: Người khổ hạnh
    Nga sẽ tạo ra động cơ hạt nhân cho tàu vũ trụ


    với các lò phản ứng, chương trình sẽ bị đóng trong thời điểm hiện tại (ý tôi là không thể đảm bảo 100% không xảy ra sự cố phóng) Người Mỹ đã từng gặp vấn đề đơn giản với nguồn điện triệt để khi một vệ tinh nào đó được phóng lên. màu xanh lá cây mát mẻ chạy vào họ
  6. dmitry98
    dmitry98 Ngày 3 tháng 2012 năm 18 45:XNUMX
    +1
    "Tuy nhiên, chúng có khả năng phân tán sản phẩm đốt cháymà họ vứt bỏ
    đánh lừa
    Động cơ ion KHÔNG có sản phẩm cháy, sử dụng khí (trơ, càng nhẹ, càng nhiều tia cực tím). Nó được ion hóa và tăng tốc trong ESP.
    1. zynaps
      zynaps Ngày 5 tháng 2012 năm 00 48:XNUMX
      0
      gee. thì vấn đề chính của động cơ ion là - lấy đâu ra kim loại kiềm nặng, xêzi hoặc rubidi cho chúng, với giá cả phải chăng. vì trong động cơ ion, chúng ta không nói về nhiên liệu tên lửa nhiều calo hơn, mà chỉ nói về tốc độ hết hạn của các hạt, nên các nguyên tố nặng sẽ cho RI lớn hơn. nếu không, việc tăng tốc của thiết bị đến tốc độ cần thiết với các hạt ánh sáng sẽ mất một thời gian dài.
  7. Vinh dự
    Vinh dự 11 Tháng 1 2015 13: 25
    0
    Chà, hãy để họ bay lên sao Hỏa bằng động cơ ion. Người Mỹ thực sự muốn hạ cánh trên đó, vì vậy hãy để họ bay. Tất cả đều tiến bộ cho việc khám phá không gian.